(57)【要約】  操作盤（２１）には、表示画面（２２）が設けられている。作業者は、表示画面（２２）に表示された機能メニューキー群（２６）の低推力押付キー（２８）をＯＮする。この状態で、作業者は、手動パルス発生器（３１）の操作ハンドル（３２）を回転操作して、エンコーダ（３４）からパルスを発生させる。エンコーダ（３４）からパルス信号が指令信号として出力され、その指令信号に応じてサーボモータ（１７）が駆動することにより、心押台が前進する。心押センターの先端をワークのセンター孔に接触させた状態で、作業者は、操作ハンドル（３２）を回動操作して、サーボモータの駆動トルクを微調整する。これにより、心押センターの推力が微調整されるため、心押センターがワークに対し低推力で押し付けられる。
2011092820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータにより送りねじ機構を介して往復動される心押台の心押センターを、ワークに押し付けてワークを支持する心押装置において、  ワークの支持に必要な心押推力をサーボモータのトルク制限値として設定する通常心押推力設定手段と、  上記通常の心押推力よりも低い心押推力を手動操作により心押センターに付与する低心押推力設定手段と、  前記ワークに付与される心押センターの心押推力を表示する表示手段とを備えていることを特徴とする心押装置。
【請求項２】
請求項１記載の心押装置において、  前記低心押推力設定手段は、  表示手段の画面を低心押推力押付モードに設定する低推力押付キーと、  サーボモータを駆動するためのパルスを手動操作によって発生させる手動パルス発生器とを備え、  前記心押センターをワークに押し付けて前記心押台及び前記心押センターを停止させることにより前記サーボモータの回転トルクが心押台の摺動抵抗の影響を受けないようにした状態で、前記サーボモータのエンコーダから出力されるフィードバック信号と、前記手動パルス発生器によって発生した指令信号との偏差に基づいて前記サーボモータを回転させることにより前記送りねじ機構を弾性変形させ、そのときの前記送りねじ機構の弾性反発力により、前記心押センターを前記ワークに低い心押推力で押し付けることを特徴とする心押装置。
【請求項３】
請求項２記載の心押装置は、更に、  前記手動パルス発生器によって発生された１パルス当たりの指令信号を変更するための倍率設定手段を備えることを特徴とする心押装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の心押装置は、更に、  前記低心押推力押付モードにおいて、前記ワークに付与された前記心押センターの推力が許容範囲を超えた場合、前記手動パルス発生器の動作を無効化する無効化手段を備えることを特徴とする心押装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、工作機械の主軸台に支持されたワークに、心押台の心押センターを押し付けてワークを支持する心押装置に係り、特に、低い心押推力によりワークを支持することができる心押装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  旋削加工を行う工作機械は、例えば、カムシャフト等のワークの端部をクランプ可能なチャックを有する主軸台を備えている。又、工作機械は、主軸台と対向するように往復動可能に配設され、かつワークの自由端のセンター孔に押し付けられる心押台を備えている。心押台は、送りねじ機構によって往復動する。送りねじ機構は、サーボモータにより作動する。心押台は、サーボモータにより、ねじ軸を介して前進する。ワークのセンター孔に心押台の心押センターが押し付けられると、ワークは、チャックと心押センターとによって所定の心押推力で支持される。【０００３】  特許文献１には、心押センターの心押推力を設定する方法が開示されている。この設定方法において、心押推力設定部で予め設定された心押推力は、トルク指令変換部により、駆動系の変速比、及びパラメータ設定部に設定された心押台摺動面抵抗や、送りねじ軸の受け部の摩擦トルクや、ねじ軸の効率を考慮して、サーボモータの駆動トルクに換算される。心押指令部が操作されると、心押台制御部が起動する。そして、サーボ制御部及び電力増幅部を介してサーボモータのトルクが制御され、心押台が駆動制御される。心押台制御部は、トルク指令変換部で換算された駆動トルクを、トルク制限値記憶部に記憶させ、トルク制限値をサーボ制御部へ送出する。サーボ制御部は、トルク制限値（駆動トルク）を上限として、サーボモータのトルク制限制御を行う。これにより、心押センターの心押推力が設定される。【０００４】  ところが、上記従来の心押装置において心押推力を設定する方法では、心押センターをワークに押し付ける前に、サーボモータのトルク値（電流値）を制限し、その後、心押センターをワークに押し付ける。このため、心押台の摺動面抵抗等の抵抗と同じトルク値か、それ以下のトルク制限値の設定では、心押台の動作が不可能であった。従って、ワークが合成樹脂等の強度の低い材料により形成されている場合には、心押センターの推力が過大になり、ワークが変形し、工具によるワークの加工精度が低下するおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３４６７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  本発明は、心押台をその摺動面抵抗等に抗して移動させるのに必要な推力以下の推力でワークを支持することのできる心押装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  上記問題点を解決するために、本発明の第一の態様によれば、サーボモータにより送りねじ機構を介して往復動される心押台の心押センターを、ワークに押し付けてワークを支持する心押装置が提供される。心押装置は、ワークの支持に必要な心押推力をサーボモータのトルク制限値として設定する通常心押推力設定手段と、上記通常の心押推力よりも低い心押推力を手動操作により心押センターに付与する低心押推力設定手段と、前記ワークに付与される心押センターの心押推力を表示する表示手段とを備えている。  この構成によれば、手動操作される低推力設定手段によって、表示手段の画面に表示された心押推力を目視しながら、ワークに対し心押台の心押センターを通常の心押推力より低い心押推力で押し付けることができる。従って、心押台を移動させるのに必要な推力以下の低推力で心押センターをワークに押し付けることができ、強度の低いワークを適正に支持することができる。よって、ワークが低強度のものであっても、高精度加工を実現できる。  上記の心押装置において、前記低心押推力設定手段は、表示手段の画面を低心押推力押付モードに設定する低推力押付キーと、サーボモータを駆動するためのパルスを手動操作によって発生させる手動パルス発生器とを備え、前記心押センターをワークに押し付けて前記心押台及び前記心押センターを停止させることにより前記サーボモータの回転トルクが心押台の摺動抵抗の影響を受けないようにした状態で、前記サーボモータのエンコーダから出力されるフィードバック信号と、前記手動パルス発生器によって発生した指令信号との偏差に基づいて前記サーボモータを回転させることにより前記送りねじ機構を弾性変形させ、そのときの前記送りねじ機構の弾性反発力により、前記心押センターを前記ワークに低い心押推力で押し付けることが好ましい。  上記の心押装置において、前記手動パルス発生器によって発生された１パルス当たりの指令信号を変更するための倍率設定手段を備えることが好ましい。【０００８】  上記の心押装置において、前記低心押推力押付モードにおいて、前記ワークに付与された前記心押センターの推力が許容範囲を超えた場合、前記手動パルス発生器の動作を無効化する無効化手段を備えることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の心押装置を具体化した一実施形態を示す操作盤の正面図。
【図２】制御装置のブロック回路図。
【図３】工作機械を構成する主要な装置の簡略正面図。
【図４】心押台の低推力を調整する動作を説明するためのフローチャート。
【図５】手動パルス発生器による送りねじ機構の送り量と実測された心押センターの心押推力との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  図３に示すように、工作機械の機台１１には、モータ１０を備えた主軸台１２が固定されている。モータ１０の回転軸には、ワークＷの端部をクランプするためのチャック１３が備えられている。機台１１には、案内レール１４が設けられている。心押台１５は、案内レール１４上を水平方向に沿って往復動する。心押台１５には、心押センター１６が装着されている。心押センター１６は、ワークＷの自由端に形成されたセンター孔（図示しない）に押し付けられる。これにより、ワークＷの自由端が支持される。
【００１１】  機台１１には、サーボモータ１７が配置されている。サーボモータ１７の回転軸には、ねじ軸１８が連結されている。ねじ軸１８の先端は、心押台１５に取り付けられた雌ねじ体１９に螺合されている。ねじ軸１８及び雌ねじ体１９によって、心押台１５の送りねじ機構Ｋが構成されている。サーボモータ１７には、モータ１７の回転軸の回転角を検出するエンコーダ２０が設けられている。エンコーダ２０は、回転軸の回転角に比例したパルス信号をフィードバック信号Ｐｆとして偏差カウンタ４６に出力する。
【００１２】  図１に示すように、操作盤２１は、機台１１の前面に設けられている。操作盤２１の上部には、タッチパネル機能を有するとともに表示手段としての表示画面２２を有する表示部２２Ａが設けられている。操作盤２１の中間部には、心押センター１６による推力を設定するための推力入力キー２３が設けられている。表示部２２Ａには、ワークＷに付与される心押センター１６の推力の値を表示する推力表示部２４が設けられている。
【００１３】  操作盤２１の下部には、前後進スイッチ２５が設けられている。後述する通常推力押付モードの場合、前後進スイッチ２５が中間位置から前進位置に切り替えられると、図３に示すサーボモータ１７が回転し、心押台１５がワークＷに接近する方向に前進する。ワークＷに心押センター１６が押し付けられて、推力が推力入力キー２３で設定された通常の設定値（例えば、１〜５ｋＮ（キロニュートン））に達すると、心押台１５は、サーボモータ１７のトルク出力を維持した状態で停止する。前後進スイッチ２５が中立位置から後退位置に切り替えられると、サーボモータ１７が逆回転されて、心押台１５は、ワークＷから離隔する方向に後退する。
【００１４】  表示画面２２には、機能メニューキー群２６が設けられている。機能メニューキー群２６には、通常推力押付キー２７及び低推力押付キー２８が設けられている。通常推力押付キー２７がＯＮされると、通常推力押付モードが設定されるため、表示画面２２は、メニュー画面から通常推力押付モードを表す表示に切り換えられる。又、低推力押付キー２８がＯＮされると、低推力押付モードが設定されるため、表示画面２２は、図１に示す低推力押付モードを表す表示に切り換えられる。
【００１５】  操作盤２１には、手動パルス発生器３１が設けられている。手動パルス発生器３１は、つまみ３２ａを有する操作ハンドル３２と、軸３３によって操作ハンドル３２と連結されたエンコーダ３４とによって構成されている。操作ハンドル３２は操作盤２１の表面に設けられ、エンコーダ３４は操作盤２１の裏面に取り付けられている。操作ハンドル３２を手動回転すると、エンコーダ３４から、操作ハンドル３２の回転角に比例した数のパルス信号が出力される。このパルス信号は、ＣＰＵ４２を介して、指令信号Ｐｃとして偏差カウンタ４６に出力される。操作盤２１には、移動量調整手段としての第１〜第４倍率設定キー３５Ａ〜３５Ｄが設けられている。第１〜第４倍率設定キー３５Ａ〜３５Ｄは、手動パルス発生器３１によって出力された１パルス当たりの心押台１５の移動量を、１倍、１０倍、１００倍又は千倍に変更するためのものである。１パルス当たりの移動量は、例えば、０．０００１ｍｍである。表示画面２２には、第１〜第４倍率設定キー３５Ａ〜３５Ｄによって選択された倍率を表示するための倍率表示部３６が設けられている。表示画面２２の上部には、アラームを表示するためのアラーム表示部３７が設けられている。操作盤２１の下部には、ブザー３８が設けられている。
【００１６】  次に、各種の制御を行うための制御システムについて図２に基づいて説明する。  図２に示すように、制御装置４１には、各種のデータに基づいて所定の演算処理を行うためのＣＰＵ４２が設けられている。制御装置４１には、各種の動作を実行するための制御プログラムを記憶した読み出し専用のＲＯＭ４３が設けられるとともに、各種のデータを一時的に記憶するための読み出し及び書き込み可能なＲＡＭ４４が設けられている。制御装置４１には、推力入力キー２３、前後進スイッチ２５、エンコーダ３４及び第１〜第４倍率設定キー３５Ａ〜３５Ｄが接続されている。制御装置４１には、表示部２２Ａが接続されている。表示部２２Ａの表示画面２２には、通常推力押付キー２７及び低推力押付キー２８が表示される。又、制御装置４１には、サーボアンプ４５（電力増幅部）を介してサーボモータ１７が接続されるとともに、ブザー３８が接続されている。
【００１７】  制御装置４１には、サーボアンプ４５の位置偏差カウンタ４６が接続されている。偏差カウンタ４６には、サーボモータ１７のエンコーダ２０から出力されたパルス信号よりなるフィードバック信号Ｐｆが入力される。又、偏差カウンタ４６には、手動パルス発生器３１のエンコーダ３４から出力されたパルス信号がＣＰＵ４２を介して指令信号Ｐｃとして入力される。偏差カウンタ４６は、フィードバック信号Ｐｆと指令信号Ｐｃとの偏差ΔＰ（＝Ｐｆ−Ｐｃ：溜まりパルスとも言う）を算出する。偏差ΔＰは、電流増幅部４７において増幅される。サーボモータ１７は、増幅された偏差ΔＰに基づき駆動される。
【００１８】  ＣＰＵ４２が起動されると、制御装置４１は、ＲＯＭ４３に記録されているコンピュータプログラムに従い、ＣＰＵ４２により実行される各種演算処理に基づき、心押動作等に必要な各種の処理を実行する。ＣＰＵ４２は、コンピュータプログラムを、制御装置４１に内蔵されたＲＯＭ４３ではなく、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を備えた外部記録装置に記録する。そして、ＣＰＵ４２は、この外部記憶装置からコンピュータプログラムを必要に応じて読み出す。
【００１９】  制御装置４１、ＣＰＵ４２及び第１〜第４倍率設定キー３５Ａ〜３５Ｄ等は、倍率設定手段を構成している。又、操作盤２１の推力入力キー２３、推力表示部２４、通常推力押付キー２７及び制御装置４１等は、通常心押推力設定手段を構成している。さらに、操作盤２１の推力表示部２４、低推力押付キー２８、手動パルス発生器３１、制御装置４１及び偏差カウンタ４６を含むサーボアンプ４５等は、低心押推力設定手段を構成している。
【００２０】  次に、上記の心押装置の動作について図４に示すフローチャートを中心に説明する。ワークＷの心押センター１６による心押動作は、チャック１３によってワークＷの端部がクランプされた状態で、操作盤２１の各種キー、スイッチを操作することにより行われる。
【００２１】  さて、金属棒等の通常の高強度材質からなるワークＷの場合、通常モード下において推力入力キー２３により所要の推力、例えば、１ｋＮ〜５ｋＮの値が入力されて、ＲＡＭ４４の所定のエリアに設定される。この状態で、前後進スイッチ２５を前進位置に切り替えると、心押センター１６を有する心押台１５がワークＷに向かって移動する。そして、ワークＷは、チャック１３と心押センター１６との間に設定された通常推力（１〜５ｋＮ）で保持される。心押センター１６の通常推力は、背景の技術で述べたようにサーボモータ１７のトルク制限制御を行うことにより設定される。
【００２２】  ワークＷを通常推力で保持した状態で、ワークＷに対して切削等の加工を施すことができる。加工終了後、前後進スイッチ２５を前記とは逆方向に、即ち後退位置に切り替えれば、心押台１５が後退して、心押センター１６がワークＷから離間する。
【００２３】  合成樹脂等の低強度のワークＷの加工は以下のようにして行われる。ステップＳ１〜ステップＳ１８は、低強度のワークＷに対応した低推力による心押センター１６の押し付け動作及びその関連動作を示す。以下、ステップＳ１〜ステップＳ１８を、単に、Ｓ１〜Ｓ１８と記載する。
【００２４】  図３は、ワークＷから心押センター１６が離隔された状態を示している。この状態において、図４に示すように、Ｓ１において、図１に示す低推力押付キー２８がＯＮされると、表示画面２２が低推力モード画面に切り換えられると共に、Ｓ２において、低推力押付キー２８が消灯状態から点滅状態に切り換えられる。Ｓ３において、推力表示部２４の表示が、通常モード下での設定値（通常推力：例えば、１〜５ｋＮ）から、低推力モード下での実際の推力の表示（初期状態では０．０ｋＮ）に切り換えられる。この推力表示の背景は、作業者が認識し易いように着色されている。
【００２５】  Ｓ４において、作業者により操作ハンドル３２がマイナス（−）方向に手動回転されると、エンコーダ３４から、操作ハンドル３２の回転角に応じた数のパルスが制御装置４１に入力される。そして、このパルスに対し第１〜第４倍率設定キー３５Ａ〜３５Ｄにより設定された倍率を乗算したものが、指令信号Ｐｃとして偏差カウンタ４６へ出力される。サーボモータ１７は、偏差カウンタ４６に入力された指令信号Ｐｃに従い回転される。
【００２６】  こうして、エンコーダ３４からＣＰＵ４２を介して指令信号Ｐｃが偏差カウンタ４６へ出力されると、偏差カウンタ４６は、指令信号Ｐｃとエンコーダ２０からのフィードバック信号Ｐｆとの偏差ΔＰ（溜まりパルス）を算出する。偏差ΔＰが電流増幅部４７に入力されると、サーボモータ１７は、電流増幅部４７から出力されると共に偏差ΔＰ等に基づき計算された駆動電流に従い回転される。サーボモータ１７の回転に伴い、心押台１５は、ワークＷに向けて前進する。
【００２７】  操作ハンドル３２の手動回転により、心押センター１６は、退避位置からワークＷと接触する直前まで前進させられる。この際、作業者は、予め、第１〜第４倍率設定キー３５Ａ〜３５Ｄを適宜選択設定することにより、一パルス当たりの心押センター１６の移動量を調整することができる。このため、ワークＷと心押センター１６との間の距離に応じて倍率を変更することにより、迅速にかつ安全に、ワークＷに心押センター１６を誤って衝突させることなく、心押センター１６をワークＷに適正に接触させることができる。即ち、ワークＷまでの距離が長いときは、高倍率で、高速で、心押センター１６を移動させればよく、ワークＷまでの距離が短くなるに従って、低倍率で、低速で、心押センター１６を移動させればよい。
【００２８】  心押センター１６の先端がワークＷに押し付けられて、心押台１５及び心押センター１６の前進が停止すると、作業者は、手動パルス発生器３１の手動回転を一旦中止する。この動作により、サーボモータ１７の回転が停止して、エンコーダ２０からのフィードバック信号Ｐｆは０となる。この状態において、操作ハンドル３２が再び手動回転されると、エンコーダ３４からパルスが指令信号Ｐｃとして出力されるため、フィードバック信号Ｐｆと指令信号Ｐｃとの偏差ΔＰが算出される。そして、この偏差ΔＰに応じた駆動電流が、電流増幅部４７からサーボモータ１７に供給される。これにより、心押台１５及び心押センター１６を停止した状態で、サーボモータ１７が微かに回動されるため、送りねじ機構Ｋのねじ軸１８及び雌ねじ体１９等が弾性（撓み）変形する。そして、送りねじ機構Ｋの弾性反発力により、心押センター１６は、ワークＷに対し低い推力で押し付けられる。
【００２９】  心押台１５及び心押センター１６を停止した状態では、サーボモータ１７の回転トルクは、心押台１５の摺動抵抗の影響を受けない。このため、サーボモータ１７の回転トルクとして、必要以上に大きな値を設定する必要がなくなる。このため、心押センター１６の心押推力を低推力に設定することができる。
【００３０】  以上のようにして、心押センター１６は、送りねじ機構Ｋの弾性変形に基づく反発力による低推力で、ワークＷに対して押し付けられる。このときの推力の数値は、推力表示部２４に表示される。作業者は、推力表示部２４に表示された数値が目標とする数値（例えば、０．８ｋＮ）となった場合に、操作ハンドル３２の手動回転を停止する。操作ハンドル３２の手動回転が停止されると、エンコーダ３４からは新たに指令信号Ｐｃが発生しないため、フィードバック信号Ｐｆと指令信号Ｐｃとの偏差ΔＰが０になるように、サーボアンプによってサーボモータ１７の回転が制御されて、所謂サーボロック状態となる。このとき、サーボモータ１７には、送りねじ機構Ｋの弾性反発力を受けても偏差ΔＰを０に保つために、即ち、サーボモータ１７の回転角度位置を保つために、所定の駆動電流が供給され続ける。この結果、送りねじ機構Ｋのねじ軸１８に所定の回転トルクが付与されると共に、送りねじ機構Ｋの弾性反発によって心押センター１６に所定の推力が付与される。
【００３１】  図５に示すように、手動パルス発生器３１の操作に基づくエンコーダ３４からの指令信号Ｐｃによるサーボモータ１７の回転量、即ち、指令された送りねじ機構Ｋの送り量（μｍ）がマイナス方向に増加すると、それにほぼ正比例して、実際に測定した心押センター１６の推力が増加することが判った。心押センター１６の推力を数回実側したが、ほぼ同じ結果が得られた。
【００３２】  Ｓ５において、ＣＰＵ４２は、実際の推力Ｆｘが予め設定された最大推力値Ｆｍａｘ（例えば、１０ｋＮ）以下であるか否かを判別する。例えば、何らかの原因により、心押センター１６が機台１１の一部に接触した場合、サーボモータ１７や伝達系に過大な負荷が作用するおそれがある。このため、実際の推力Ｆｘが最大推力値Ｆｍａｘを越える場合、ＣＰＵ４２は、Ｓ６において、アラーム表示部３７にアラームを表示し、ブザー３８を作動する。これにより、心押センター１６に異常が発生していることが、作業者に報知される。Ｓ７において、無効化手段としてのＣＰＵ４２は、操作ハンドル３２のマイナス方向への手動回転を無効化する。次に、Ｓ８において、作業者は、操作ハンドル３２をプラス方向に手動で操作して、ワークＷから離れる方向に心押台１５を移動させる。これにより、実際の推力Ｆｘが減少する。実際の推力Ｆｘが最大推力Ｆｍａｘ以下になると、Ｓ９において、ＣＰＵ４２は、アラーム（ブザーを含む）の作動を停止してから、Ｓ４に戻る。このように、作業者は、操作ハンドル３２をプラス方向に手動回転することにより心押台１５を後退させることによって、心押センター１６に発生した異常を解消することができる。
【００３３】  一方、実際の推力Ｆｘが最大推力値Ｆｍａｘ以下である場合、Ｓ１０において、低推力押付キー２８が作業者によって再度ＯＮされると、Ｓ１１において、ＣＰＵ４２は、実際の推力Ｆｘが許容範囲（例えば、０．５ｋＮ〜１．０ｋＮ）内であるか否かを判断する。実際の推力Ｆｘが許容範囲外である場合、Ｓ１２において、ＣＰＵ４２は、アラーム表示部３７にアラームを表示する。Ｓ１３において、アラームを示すフラグが作業者によってリセットされると、Ｓ１４において、ＣＰＵ４２は、アラーム（ブザーを含む）の動作を停止してから、Ｓ４に戻る。ここでは、実際の推力Ｆｘが許容範囲外であるため、アラームが発生して、作業者にその旨が伝えられる。しかしながら、決して危険な状態であるわけではないため、ＣＰＵ４２は、操作ハンドル３２の手動回転を無効化しない。
【００３４】  Ｓ１１において、実際の推力Ｆｘが許容範囲内である場合、Ｓ１５において、ＣＰＵ４２は、低推力押付キー２８を点滅状態から点灯状態に切り換える。それと同時に、ＣＰＵ４２は、操作ハンドル３２の手動回転による推力の調整を無効化する。結果として、心押センター１６の実際の推力Ｆｘが目標とする推力に設定される。次に、Ｓ１６において、ワークＷの加工が開始される。Ｓ１７において、ＣＰＵ４２は、加工中のワークＷに異常な過大推力が作用していないか、即ち、実際の推力Ｆｘが許容範囲(例えば、±０．２ｋＮ)内であるか否かを判断する。実際の推力Ｆｘが許容範囲内である限り、ＣＰＵ４２は、加工が正常に行われているものと判断して、ワークＷの加工を最後まで完了させる。実際の推力Ｆｘが許容範囲外になった場合、Ｓ１８において、ＣＰＵ４２は、制御装置４１からサーボモータ１７に非常停止信号を出力し、ワークＷの加工のための動作を非常停止させる。
【００３５】  以下、本実施形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。  （１）操作盤２１の表示画面２２には、機能メニューキー群２６が表示される。これら機能メニューキー群２６のうち低推力押付キー２８をＯＮすることによって、作業者は、表示画面２２を、低推力押付モードを表す表示に切り換える。又、操作盤２１には、操作ハンドル３２を有する手動パルス発生器３１が設けられている。作業者が操作ハンドル３２を手動回転することによって、エンコーダ３４から、サーボモータ１７を駆動させるためのパルスが発生する。偏差カウンタ４６は、サーボモータ１７のエンコーダ２０からのフィードバック信号Ｐｆと、手動パルス発生器３１のエンコーダ３４からの指令信号Ｐｃとの偏差ΔＰを算出する。さらに、ワークＷに心押センター１６を押し付けて、心押台１５及び心押センター１６を所定の位置に停止させることにより、サーボモータ１７の回転トルクが心押台１５の摺動抵抗の影響を受けない状態にする。この状態で、操作ハンドル３２を手動回転してエンコーダ３４から指令信号Ｐｃを出力することにより、偏差カウンタ４６は、フィードバック信号Ｐｆと指令信号Ｐｃとの偏差ΔＰを算出する。この偏差ΔＰに基づき、サーボモータ１７が微かに回動することにより、送りねじ機構Ｋが弾性変形する。そして、このとき生じる送りねじ機構Ｋの弾性反発力によって、心押センター１６がワークＷに押し付けられる。このため、心押センター１６をワークＷに押し付けた後、操作ハンドル３２の手動回転によって、心押センター１６の推力を低い領域で容易に微調整することができる。
【００３６】  （２）エンコーダ３４から出力される１パルス当たりの指令信号Ｐｃは、第１〜第４倍率設定キー３５Ａ〜３５Ｄによって変更することができる。このため、心押センター１６がワークＷに接触するまでの間、心押台１５の送り速度を、適正速度となるように容易に調整でき、また、推力の値を微調整することもできる。従って、作業者は、作業に好適な送り速度を選択でき、又、適正な推力の値に素早く調整することもできる。ひいては、作業の高能率化及び容易化に寄与することができる。
【００３７】  （３）そして、心押センター１６がワークＷに係合した後、作業者は、推力表示部２４に表示された実際の推力値を目視しながら操作ハンドル３２を手動回転する。このようにすれば、低強度のワークＷに適した低推力の心押圧力を得ることができる。従って、低強度のワークＷに対して高い精度で加工することができる。
【００３８】  （４）ワークＷが低推力で心押しされたとしても、推力の値が許容範囲外であれば、ＣＰＵ４２は、アラーム表示部３７にアラームを表示して、操作ハンドル３２の手動回転を無効化する。従って、作業者は、操作ハンドル３２の再操作を行うことにより、適切な低推力での心押し状態を実現することができる。
【００３９】  なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。  ・本実施形態において、機能メニューキー群２６を、タッチパネルに代えて、機械的なキーに変更してもよい。この場合、各キーに対応して、キー動作の有無等を表示することが好ましい。
【００４０】  ・心押センター１６によりワークＷに対し付与される実際の推力を、圧力センサにより検出してもよい。この場合、圧力センサは、心押台１５と、心押台１５に装着された心押センター１６との間に介在されている。
【符号の説明】
【００４１】  Ｋ…ねじ機構、Ｗ…ワーク、ΔＰ…偏差、Ｆｘ…推力、Ｐｃ…指令信号、Ｐｆ…フィードバック信号、１５…心押台、１６…心押センター、１７…サーボモータ、２０，３４…エンコーダ、２８…低推力押付キー、３１…手動パルス発生器。
【図１】
2011092820.tif 000003
【図２】
2011092820.tif 000004
【図３】
2011092820.tif 000005
【図４】
2011092820.tif 000006
【図５】
2011092820.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月31日(2011.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータにより送りねじ機構を介して往復動される心押台の心押センターを、ワークに押し付けてワークを支持する心押装置において、
ワークの支持に必要な心押推力をサーボモータのトルク制限値として設定する通常心押推力設定手段と、
上記通常の心押推力よりも低い心押推力を手動操作により心押センターに付与する低心押推力設定手段であって、前記心押センターの先端を前記ワークに押し付けるように作用する低心押推力設定手段と、
前記ワークに付与される心押センターの心押推力を表示する表示手段と、
前記表示手段の画面が低推力モードに切り換えられた状態で、前記心押センターの実際の推力が最大推力値を越える場合に前記手動操作を無効化する無効化手段とを備え、前記無効化手段は、更に、前記心押センターの実際の推力が最大推力値以下でかつ許容範囲外である場合に前記手動操作を無効化せず、前記心押センターの実際の推力が最大推力値以下でかつ前記許容範囲内である場合に前記手動操作を無効化することを特徴とする心押装置。
【請求項２】
請求項１記載の心押装置において、
前記低心押推力設定手段は、
表示手段の画面を低推力モードに設定する低推力押付キーと、サーボモータを駆動するためのパルスを手動操作によって発生させる手動パルス発生器とを備え、
前記心押センターをワークに押し付けて前記心押台及び前記心押センターを停止させることにより前記サーボモータの回転トルクが心押台の摺動抵抗の影響を受けないようにした状態で、前記サーボモータのエンコーダから出力されるフィードバック信号と、前記手動パルス発生器によって発生した指令信号との偏差に基づいて前記サーボモータを回転させることにより前記送りねじ機構を弾性変形させ、そのときの前記送りねじ機構の弾性反発力により、前記心押センターを前記ワークに低い心押推力で押し付けることを特徴とする心押装置。
【請求項３】
請求項２記載の心押装置は、更に、
前記手動パルス発生器によって発生された１パルス当たりの指令信号を変更するための倍率設定手段を備えることを特徴とする心押装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
押センターをワークに押し付ける前に、サーボモータのトルク値（電流値）を制限し、その後、心押センターをワークに押し付ける。このため、心押台の摺動面抵抗等の抵抗と同じトルク値か、それ以下のトルク制限値の設定では、心押台の動作が不可能であった。従って、ワークが合成樹脂等の強度の低い材料により形成されている場合には、心押センターの推力が過大になり、ワークが変形し、工具によるワークの加工精度が低下するおそれがあった。
先行技術文献
特許文献
［０００５］
特許文献１：特開２００６−３４６７５４号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００６］
本発明は、心押台をその摺動面抵抗等に抗して移動させるのに必要な推力以下の推力でワークを支持することのできる心押装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
［０００７］
上記問題点を解決するために、本発明の第一の態様によれば、サーボモータにより送りねじ機構を介して往復動される心押台の心押センターを、ワークに押し付けてワークを支持する心押装置が提供される。心押装置は、ワークの支持に必要な心押推力をサーボモータのトルク制限値として設定する通常心押推力設定手段と、上記通常の心押推力よりも低い心押推力を手動操作により心押センターに付与する低心押推力設定手段であって、心押センターの先端をワークに押し付けるように作用する低心押推力設定手段と、前記ワークに付与される心押センターの心押推力を表示する表示手段と、表示手段の画面が低推力モードに切り換えられた状態で、心押センターの実際の推力が最大推力値を越える場合に手動操作を無効化する無効化手段とを備え、無効化手段は、更に、心押センターの実際の推力が最大推力値以下でかつ許容範囲外である場合に手動操作を無効化せず、心押センターの実際の推力が最大推力値以下でかつ許容範囲内である場合に手動操作を無効化する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
この構成によれば、手動操作される低推力設定手段によって、表示手段の画面に表示された心押推力を目視しながら、ワークに対し心押台の心押センターを通常の心押推力より低い心押推力で押し付けることができる。従って、心押台を移動させるのに必要な推力以下の低推力で心押センターをワークに押し付けることができ、強度の低いワークを適正に支持することができる。よって、ワークが低強度のものであっても、高精度加工を実現できる。
上記の心押装置において、前記低心押推力設定手段は、表示手段の画面を低推力モードに設定する低推力押付キーと、サーボモータを駆動するためのパルスを手動操作によって発生させる手動パルス発生器とを備え、前記心押センターをワークに押し付けて前記心押台及び前記心押センターを停止させることにより前記サーボモータの回転トルクが心押台の摺動抵抗の影響を受けないようにした状態で、前記サーボモータのエンコーダから出力されるフィードバック信号と、前記手動パルス発生器によって発生した指令信号との偏差に基づいて前記サーボモータを回転させることにより前記送りねじ機構を弾性変形させ、そのときの前記送りねじ機構の弾性反発力により、前記心押センターを前記ワークに低い心押推力で押し付けることが好ましい。
上記の心押装置において、前記手動パルス発生器によって発生された１パルス当たりの指令信号を変更するための倍率設定手段を備えることが好ましい。
［０００８］
図面の簡単な説明
［０００９］
［図１］本発明の心押装置を具体化した一実施形態を示す操作盤の正面図。
［図２］制御装置のブロック回路図。
［図３］工作機械を構成する主要な装置の簡略正面図。
［図４］心押台の低推力を調整する動作を説明するためのフローチャート。
［図５］手動パルス発生器による送りねじ機構の送り量と実測された心押センターの心押推力との関係を示すグラフ。
発明を実施するための形態
［００１０］
図３に示すように、工作機械の機台１１には、モータ１０を備えた主軸台
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
あるため、アラームが発生して、作業者にその旨が伝えられる。しかしながら、決して危険な状態であるわけではないため、ＣＰＵ４２は、操作ハンドル３２の手動回転を無効化しない。
［００３４］
Ｓ１１において、実際の推力Ｆｘが許容範囲内である場合、Ｓ１５において、ＣＰＵ４２は、低推力押付キー２８を点滅状態から点灯状態に切り換える。それと同時に、ＣＰＵ４２は、操作ハンドル３２の手動回転による推力の調整を無効化する。結果として、心押センター１６の実際の推力Ｆｘが目標とする推力に設定される。次に、Ｓ１６において、ワークＷの加工が開始される。Ｓ１７において、ＣＰＵ４２は、加工中のワークＷに異常な過大推力が作用していないか、即ち、実際の推力Ｆｘが設定された推力に対して許容範囲（例えば、±０．２ｋＮ）内であるか否かを判断する。実際の推力Ｆｘが設定された推力に対して許容範囲内である限り、ＣＰＵ４２は、加工が正常に行われているものと判断して、ワークＷの加工を最後まで完了させる。実際の推力Ｆｘが設定された推力に対して許容範囲外になった場合、Ｓ１８において、ＣＰＵ４２は、制御装置４１からサーボモータ１７に非常停止信号を出力し、ワークＷの加工のための動作を非常停止させる。
［００３５］
以下、本実施形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）操作盤２１の表示画面２２には、機能メニューキー群２６が表示される。これら機能メニューキー群２６のうち低推力押付キー２８をＯＮすることによって、作業者は、表示画面２２を、低推力押付モードを表す表示に切り換える。又、操作盤２１には、操作ハンドル３２を有する手動パルス発生器３１が設けられている。作業者が操作ハンドル３２を手動回転することによって、エンコーダ３４から、サーボモータ１７を駆動させるためのパルスが発生する。偏差カウンタ４６は、サーボモータ１７のエンコーダ２０からのフィードバック信号Ｐｆと、手動パルス発生器３１のエンコーダ３４からの指令信号Ｐｃとの偏差ΔＰを算出する。さらに、ワークＷに心押センター１６を押し付けて、心押台１５及び心押センター１６を所定の位置に停止させることにより、サーボモータ１７の回転トルクが心押台１５の摺動抵抗の影響を受けない状態にする。この状態で、操作ハンドル３２を手動回転し
【国際調査報告】
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